JP2009274315A - 感熱記録体 - Google Patents

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JP2009274315A
JP2009274315A JP2008127240A JP2008127240A JP2009274315A JP 2009274315 A JP2009274315 A JP 2009274315A JP 2008127240 A JP2008127240 A JP 2008127240A JP 2008127240 A JP2008127240 A JP 2008127240A JP 2009274315 A JP2009274315 A JP 2009274315A
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Akito Ogino
明人 荻野
Kenji Hirai
健二 平井
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Abstract

【課題】発色感度、画質が優れるとともに、捺印性、擦過性、耐水ブロッキング性、一般印刷における印刷適性に優れた感熱記録体を提供する。
【解決手段】支持体上に、塗工層として少なくとも無色又は淡色の塩基性ロイコ染料及び電子受容性顕色剤を含有する感熱記録層を設けた感熱記録体であって、感熱記録層にn−フェニル−4−ハイドロキシベンゼンスルホンアミド等の特定の顕色剤を含有し、かつ該保護層に米澱粉粒子を含有することを特徴とする感熱記録体である。
【選択図】なし

Description

この発明は、塩基性ロイコ染料と電子受容性顕色剤との発色反応を利用して記録画像を得る感熱記録体に関する。
感熱記録体は無色ないし淡色の塩基性ロイコ染料(以下、「染料」という。)とフェノ−ル性化合物等の電子受容性顕色剤(以下、「顕色剤」という。)を、それぞれ微細な粒子に磨砕分散した後、両者を混合し、バインダー、充填剤、感度向上剤、滑剤及びその他の助剤を添加して得られた塗液を、紙、合成紙、フィルム、プラスチック等の支持体に塗工したものであり、サ−マルヘッド、ホットスタンプ、熱ペン、レ−ザ−光等の加熱による瞬時の化学反応により発色させることにより、記録画像を得ることができる。この感熱記録体は、ファクシミリ、コンピュ−タ−の端末プリンタ−、自動券売機、計測用レコ−ダ−等に広範囲に使用され、さらに各種チケット用、レシート用、ラベル用、銀行のATM用、ガスや電気の検針用、車馬券等の金券用などにも使用されている。
しかし、感熱記録層に含まれる染料及び顕色剤は、各種溶剤に容易に溶解するため、インキ(水性、油性)、接着剤などに含まれる可塑剤が感熱記録体に触れると、白紙部の発色、発色濃度が低下などの保存性に係る問題が生じる。また、配送伝票用紙、請求書、領収書などでは、認印が必要となるため、これらの保存性に加えて捺印性が求められている。
このため、無機顔料や多孔質澱粉粒子を含有した保護層を感熱記録層上に設けた感熱記録紙(特許文献1、2)が用いられている。
また、水溶液中で加熱して糊化した澱粉をバインダーとして保護層に含有させたり、更に澱粉を溶解させやすく変性させたものが用いられている(特許文献3、4)。
特開2000−289333 特開2000−177243 特許第3324872号 特開平9−263047
しかしながら、高吸油性のシリカを含有した感熱記録体(特許文献1など)、多孔質澱粉粒子を含有した感熱記録体(特許文献2など)は、インキを吸収・定着させることができるため、良好な捺印性を得ることができるが、シリカや多孔質粒子中にバインダーが吸収されてしまうため、表面強度や塗工層強度が得られにくく、一般印刷適性(以下、印刷適性と言う。)においてブランケット汚れが発生する。
また、澱粉を粒子でなく糊化した状態で使用すると(特許文献3,4など)、表面に澱粉の皮膜が形成されるため、良好な捺印性、印刷適性おけるインキ着肉性、十分な発色感度を得ることができない。また、本発明者は米由来の澱粉粒子を感熱紙最表層に配合することで捺印適性とインキ密着性を解決できることを見出したが、わずかに溶解した澱粉粒子の影響で印字部が塩ビラップなどに接触すると印字の消色が起こりやすいことが判明した。
そこで、本発明は、発色感度が優れるとともに、捺印性、擦過性、印刷適性(ブランケット汚れ、インキ定着性)、耐水ブロッキング性、耐可塑剤性に優れた感熱記録体を提供することを課題とする。
本発明者らは、感熱記録体の感熱記録層や保護層などに、各植物由来の澱粉を糊化させていない粒子状態で含有させて感熱記録体の性能を検討したところ、上記課題は、特定の顕色剤を感熱発色層に含有し、保護層に米澱粉粒子を含有することで達成されることを見出し、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、支持体上に、塗工層として少なくとも無色又は淡色の塩基性ロイコ染料及び電子受容性顕色剤を含有する感熱記録層、保護層をこの順に設けた感熱記録体であって、該感熱記録層にn−フェニル−4−ハイドロキシベンゼンスルホンアミドまたは下記一般式(化1)
Figure 2009274315
(ただし上式中、Xは酸素原子または硫黄原子を表し、Bは、無置換の芳香環基、または炭素原子3個以下のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子3個以下のアルコキシ基またはヒドロキシル基の少なくとも1員により置換された芳香環基を表し、Dはヒドロキシル基およびカルボキシル基により置換された芳香環基、あるいはヒドロキシル基およびカルボキシル基により置換されたアラルキル基を表し、前期芳香環基およびアラルキル基のアリール基部が炭素原子3個以下のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子3個以下のアルコキシ基の少なくとも1員により置換されていても良い)
で表される化合物のいずれかを含有し、かつ該保護層に米澱粉粒子を含有することを特徴とする感熱記録体であり、米澱粉粒子の平均粒子径が2〜7μmである感熱記録体である。
本発明によれば、十分な発色感度が得られ、捺印性、擦過性、印刷適性(ブランケット汚れ、インキ定着性)、耐水ブロッキング性の良好な感熱記録体を得ることができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。
本発明の感熱記録体は、支持体に感熱発色層、保護層の順に設けた塗工層の感熱記録層にn−フェニル−4−ハイドロキシベンゼンスルホンアミドまたは下記一般式(1)
で表される化合物のなかから選ばれる。
Figure 2009274315
ここで、Xは酸素原子または硫黄原子を表し、Bは、無置換の芳香環基、または炭素原子3個以下のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子3個以下のアルコキシ基またはヒドロキシル基の少なくとも1員により置換された芳香環基を表すが、下記式(化2)で表した芳香族置換基が好ましい。
Figure 2009274315

また、Dはヒドロキシル基およびカルボキシル基により置換された芳香環基、あるいはヒドロキシル基およびカルボキシル基により置換されたアラルキル基を表し、前期芳香環基およびアラルキル基のアリール基部が炭素原子3個以下のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子3個以下のアルコキシ基の少なくとも1員により置換されていても良いが下記式(化3)で表した芳香族置換基が好ましい。
Figure 2009274315

この化合物を具体的に例示すると、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(4−カルボキシ−3−ヒドロキシフェニル)ウレア、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(4−ヒドロキシフェニル)ウレア、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(4−カルボキシ−2−ヒドロキシフェニル)ウレア、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(3−カルボキシ−4−ヒドロキシフェニル)ウレア、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(3−カルボキシ−5−ヒドロキシフェニル)ウレア、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(2−カルボキシ−4−ヒドロキシフェニル)ウレア、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(4−カルボキシ−5−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)ウレア、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(4−カルボキシ−5−ヒドロキシ−3−クロロフェニル)ウレア、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(4−カルボキシ−5−ヒドロキシ−1−ナフチル)ウレア、ベンゼンスルホニル−N’−(4−カルボキシ−3−ヒドロキシフェニル)ウレア、o−トルエンスルホニル−N’−(4−カルボキシ−3−ヒドロキシフェニル)ウレア、p−クロロスルホニル−N’−(4−カルボキシ−3−ヒドロキシフェニル)ウレア、p−メトキシベンゼンスルホニル−N’−(4−カルボキシ−3−ヒドロキシフェニル)ウレア、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(4’−カルボキシ−3’−ヒドロキシベンジル)ウレア、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(4’−カルボキシ−3’−ヒドロキシフェネチル)ウレア、などがあげられるが、特にN−(p−トルエンスルホニル)−N’−(4−カルボキシ−3−ヒドロキシフェニル)ウレア、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(4−ヒドロキシフェニル)ウレア、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(3−カルボキシ−4−ヒドロキシフェニル)ウレアが好ましい。なお、これらの物質は特許第3395398号に記載の方法で合成することができる。
一方、澱粉は植物から取り出した状態では粒子形状であり、その粒径や形状は澱粉が由来する植物によって異なる。
本発明で使用される米澱粉粒子は平均粒子径が2〜7μmであり、またその形状は多角形状である。米澱粉粒子は、トウモロコシ由来の澱粉粒子(トウモロコシ澱粉)、小麦由来の澱粉(小麦澱粉、形状:凸レンズ型)、馬鈴薯由来の澱粉(馬鈴薯澱粉)、甘藷由来の澱粉(甘藷澱粉、形状:釣鐘型)、タピオカ由来の澱粉(タピオカ澱粉、形状:半球型)などに比べて、平均粒子径が小さく、またその形状も独特であるという特徴を有している。
本発明者らは、感熱記録紙の最表層に種々の植物由来の澱粉粒子を含有させて、感熱記録紙の性能の違いを調べた。その結果、最も粒子径の小さい米澱粉を用いた場合に、優れた性能を示すことがわかった。
一般に澱粉は水と共に加熱されると糊化する。澱粉を水中に懸濁し加熱すると、澱粉粒子は吸水して次第に膨張し、加熱を続けると最終的には澱粉粒子が崩壊し、ゲル状に変化する。この現象を糊化という。澱粉の糊化は、結晶構造をとっている澱粉分子の隙間に水分子が入り込むことでその構造が緩み、各枝が水中に広がることによって起こる。糊化の過程で、澱粉粒子の懸濁液は白濁した状態から次第に透明になり、急激に粘度を増す。粒子が最大限吸水した時粘度が最大となり、粒子の崩壊により粘度は低下する。
米澱粉粒子の糊化温度は63〜65℃である。米澱粉粒子は水と共存した状態で、この温度以下では粒子形状を保つが、この温度以上に加熱されると、粒子形状ではなくなり、水に溶解しゲル状になる。
感熱記録紙で、塗工層の膜強度を増すために、澱粉をバインダーとして用いる場合があるが(特許文献3、4など)、この場合には澱粉を糊化して用いる。このようにして澱粉を用いた場合には、本発明の目的である塗工層の発色性や捺印性を得ることはできない。
従って、米澱粉粒子を含有する塗料を調整する際には、米澱粉粒子の糊化温度以下、好ましくは60℃以下、より好ましくは50℃以下、更に好ましくは40℃以下で調整する必要がある。
また、本発明に於ては、澱粉を植物(米)から取り出したままの粒子の形状で用い、場合によっては酸化、エーテル化、エステル化などの処理を行なってもよい。また、本発明で用いる米澱粉は、酵素処理により多孔質にした多孔質澱粉粒子(特許文献2など)とは形状や性質が異なる。
本発明で用いる米澱粉粒子の性質を以下に示す:
平均粒子径: 2〜7μm (レーザー回折法による)
かさ密度: 0.3〜0.7g/cm3 (JIS Z8901による)
吸水量: 50〜100重量% (JIS K7209による)
屈折率: 1.62〜1.65 (熱水に溶解して膜化乾燥後、アッベ屈折率計にて測定)
乾燥後のアミロペクチン含有率: 80%以上 (温水抽出法による)
本発明において、保護層に平均粒子径が2〜7μmの米澱粉粒子を含有することで優れた捺印性や擦過性などが発現する理由は、定かではないが、その形状(即ち、粒径)によるものと考えられるが、その他の性質によるものかもしれない。
本発明において、米澱粉粒子を含有した層は、米澱粉粒子が形成する空隙に印鑑の朱肉のインキ、印刷のインキが吸収・定着すると共に、米澱粉粒子自身が有する空隙にもインキが吸収・定着するために、良好な捺印性、印刷適性(インキ定着性)が発現する。平均粒子径が2〜7μmである米澱粉粒子からなる空隙の大きさが印鑑の朱肉、印刷のインキの吸収性および定着性に対して最適であると考えられる。
また、水系塗料中の米澱粉粒子の表面は水により膨潤するため、バインダーとしての機能が発現されるため、米澱粉粒子を含有した層を塗工・乾燥して形成させた際に、米澱粉粒子同士が点で接着する。このため、優れた表面強度あるいは塗工層強度が発現し、良好な印刷適性(ブランケット汚れ)が発現する。また、本発明で使用される澱粉粒子は、従来から捺印性の向上のために使用されているシリカや炭酸カルシウムなどの無機顔料や多孔質澱粉と比較して、粒子中に存在する空隙量が少ないため、バインダーが澱粉粒子中に浸透しにくいため、良好な表面強度あるいは塗工層強度が得られることも、優れた印刷適性(ブランケット汚れ)が発現する理由の一つである。
更に、米澱粉粒子を含有した層は、シリカや炭酸カルシウム等の無機顔料より柔らかくなるため、良好な擦過性が発現すると考えられる。特に、米澱粉粒子の形状が多角形状であることにより、接触面積が小さくなるため、良好な擦過性が発現すると考えられる。また、デンプン粒子は、シリカや炭酸カルシウムなどの無機顔料と比較して、同じ層に添加されるデンプンやポリビニルアルコールなどのバインダーとの屈折率の差が小さく、内部散乱(内部ヘイズ)が起こりにくいため、感熱記録層あるいは感熱記録層上に設けられた層に含有させた場合、良好な発色感度、画質が得られる。
感熱記録体は、通常、支持体上に、塗工層として、順に、アンダー層、感熱記録層、保護層を積層してなる。この内、感熱記録層以外の塗工層は省略される場合もあり、また感熱記録層と保護層の間に中間層を設ける場合もある。本発明は少なくとも特定の顕色剤を配合した感熱発色層と米澱粉粒子を配合した保護層を設ける。
本発明の感熱記録体は、保護層に平均粒子径が2〜7μmの米澱粉粒子を含む。なお、最表層以外の層に米澱粉粒子を含有してもよい。
次に、本発明で使用される各種材料を例示する。本発明の感熱記録層は、染料及び顕色剤を含有し、任意に上記米澱粉粒子のほか、必要に応じて増感剤、バインダー、架橋剤、安定剤、顔料、滑剤等などを含んでもよい。バインダー、架橋剤、顔料などは上記課題に対する所望の効果を阻害しない範囲で、米澱粉粒子を含有させた層のみならず、保護層、下塗り層等をはじめとする必要に応じて設けられた各塗工層にも使用することができる。
本発明の感熱記録体に使用する染料としては、従来の感圧あるいは感熱記録紙分野で公知のものは全て使用可能であり、特に制限されるものではないが、トリフェニルメタン系化合物、フルオラン系化合物、フルオレン系、ジビニル系化合物等が好ましい。以下に代表的な無色ないし淡色の塩基性無色染料の具体例を示す。また、これらの塩基性無色染料は単独又は2種以上混合して使用してもよい。
<トリフェニルメタン系ロイコ染料>
3,3−ビス(p−ジメチルアミノフェニル)−6−ジメチルアミノフタリド〔別名クリスタルバイオレットラクトン〕、3,3−ビス(p−ジメチルアミノフェニル)フタリド〔別名マラカイトグリーンラクトン〕
<フルオラン系ロイコ染料>
3−ジエチルアミノ−6−メチルフルオラン、3−ジエチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオラン、3−ジエチルアミノ−6−メチル−7−(o,p−ジメチルアニリノ)フルオラン、3−ジブチルアミノ−6−メチル−フルオラン、3−ジブチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオラン、3−ジブチルアミノ−6−メチル−7−(o,p−ジメチルアニリノ)フルオラン、3−ジブチルアミノ−7−(o−クロロアニリノ)フルオラン、3−ジブチルアミノ−7−(o−フルオロアニリノ)フルオラン、3−n−ジペンチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオラン、3−(N−エチル−N−イソアミルアミノ)−6−メチル−7−アニリノフルオラン、3−(N−エチル−N−イソアミルアミノ)−6−クロロ−7−アニリノフルオラン、3−シクロヘキシルアミノ−6−クロロフルオラン
<ジビニル系ロイコ染料>
3,3−ビス−〔2−(p−ジメチルアミノフェニル)−2−(p−メトキシフェニル)エテニル〕−4,5,6,7−テトラブロモフタリド、3,3−ビス−〔2−(p−ジメチルアミノフェニル)−2−(p−メトキシフェニル)エテニル〕−4,5,6,7−テトラクロロフタリド、3,3−ビス−〔1,1−ビス(4−ピロリジノフェニル)エチレン−2−イル〕−4,5,6,7−テトラブロモフタリド、3,3−ビス−〔1−(4−メトキシフェニル)−1−(4−ピロリジノフェニル)エチレン−2−イル〕−4,5,6,7−テトラクロロフタリド
<その他>
3−(4−ジエチルアミノ−2−エトキシフェニル)−3−(1−エチル−2−メチルインドール−3−イル)−4−アザフタリド、3−(4−ジエチルアミノ−2−エトキシフェニル)−3−(1−オクチル−2−メチルインドール−3−イル)−4−アザフタリド、3−(4−シクロヘキシルエチルアミノ−2−メトキシフェニル)−3−(1−エチル−2−メチルインドール−3−イル)−4−アザフタリド、3,3−ビス(1−エチル−2−メチルインドール−3−イル)フタリド、3,6−ビス(ジエチルアミノ)フルオラン−γ−(3’−ニトロ)アニリノラクタム、3,6−ビス(ジエチルアミノ)フルオラン−γ−(4’−ニトロ)アニリノラクタム、1,1−ビス−〔2’,2’,2'',2''−テトラキス−(p−ジメチルアミノフェニル)−エテニル〕−2,2−ジニトリルエタン、1,1−ビス−〔2’,2’,2'',2''−テトラキス−(p−ジメチルアミノフェニル)−エテニル〕−2−β−ナフトイルエタン、1,1−ビス−〔2’,2’,2'',2''−テトラキス−(p−ジメチルアミノフェニル)−エテニル〕−2,2−ジアセチルエタン、ビス−〔2,2,2’,2’−テトラキス−(p−ジメチルアミノフェニル)−エテニル〕−メチルマロン酸ジメチルエステル
本発明で用いられる顕色剤は、(化1)で表される物質を含有するが、従来の感圧あるいは感熱記録紙の分野で公知のものを併用しても良い。例えば、活性白土、アタパルジャイト、コロイダルシリカ、珪酸アルミニウム等の無機酸性物質、4,4'−イソプロピリデンジフェノール、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)シクロヘキサン、2,2−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−4−メチルペンタン、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルフィド、ヒドロキノンモノベンジルエーテル、4−ヒドロキシ安息香酸ベンジル、4,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、2,4'−ジヒドロキシジフェニルスルホン、4−ヒドロキシ−4'−イソプロポキシジフェニルスルホン、4−ヒドロキシ−4'−n−プロポキシジフェニルスルホン、ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)スルホン、4−ヒドロキシ−4'−メチルジフェニルスルホン、4−ヒドロキシフェニル−4'−ベンジルオキシフェニルスルホン、3,4−ジヒドロキシフェニル−4'−メチルフェニルスルホン、特開平8−59603号公報記載のアミノベンゼンスルホンアミド誘導体、ビス(4−ヒドロキシフェニルチオエトキシ)メタン、1,5−ジ(4−ヒドロキシフェニルチオ)−3−オキサペンタン、ビス(p−ヒドロキシフェニル)酢酸ブチル、ビス(p−ヒドロキシフェニル)酢酸メチル、1,1−ビス(4−ヒドロキシフェニル)−1−フェニルエタン、1,4−ビス[α−メチル−α−(4'−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、1,3−ビス[α−メチル−α−(4'−ヒドロキシフェニル)エチル]ベンゼン、ジ(4−ヒドロキシ−3−メチルフェニル)スルフィド、2,2'−チオビス(3−tert−オクチルフェノール)、2,2'−チオビス(4−tert−オクチルフェノール)、国際公開WO97/16420号に記載のジフェニルスルホン架橋型化合物等のフェノール性化合物、国際公開WO02/081229号あるいは特開2002−301873号記載のフェノール性化合物、国際公開WO02/098674号あるいはWO03/029017号に記載のフェノールノボラック型縮合組成物、国際公開WO00/14058号あるいは特開2000−143611号に記載のウレアウレタン化合物、N,N'−ジ−m−クロロフェニルチオウレア等のチオ尿素化合物、p−クロロ安息香酸、没食子酸ステアリル、ビス[4−(n−オクチルオキシカルボニルアミノ)サリチル酸亜鉛]2水和物、4−[2−(p−メトキシフェノキシ)エチルオキシ]サリチル酸、4−[3−(p−トリルスルホニル)プロピルオキシ]サリチル酸、5−[p−(2−p−メトキシフェノキシエトキシ)クミル]サリチル酸の芳香族カルボン酸、及びこれらの芳香族カルボン酸の亜鉛、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム、チタン、マンガン、スズ、ニッケル等の多価金属塩との塩、さらにはチオシアン酸亜鉛のアンチピリン錯体、テレフタルアルデヒド酸と他の芳香族カルボン酸との複合亜鉛塩等が挙げられる。これらの顕色剤は、単独又は2種以上混合して使用することもできる。この他、特開平10−258577号公報記載の高級脂肪酸金属複塩や多価ヒドロキシ芳香族化合物などの金属キレート型発色成分を含有することもできる。
併用する顕色剤は、4−ヒドロキシ−4'−イソプロポキシジフェニルスルホン、4−ヒドロキシ−4'−n−プロポキシジフェニルスルホン、ビス(3−アリル−4−ヒドロキシフェニル)スルホンが好ましく、これら顕色剤は(化1)の顕色剤に対して重量比で20%〜80%配合することが望ましい。
また、所望の効果を阻害しない範囲で従来公知の増感剤を使用することができ、かかる増感剤としては、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド等の脂肪酸アミド、エチレンビスアミド、モンタン酸ワックス、ポリエチレンワックス、1,2−ジ−(3−メチルフェノキシ)エタン、p−ベンジルビフェニル、β−ベンジルオキシナフタレン、4−ビフェニル−p−トリルエーテル、m−ターフェニル、1,2−ジフェノキシエタン、シュウ酸ジベンジル、シュウ酸ジ(p−クロロベンジル)、シュウ酸ジ(p−メチルベンジル)、テレフタル酸ジベンジル、p−ベンジルオキシ安息香酸ベンジル、ジ−p−トリルカーボネート、フェニル−α−ナフチルカーボネート、1,4−ジエトキシナフタレン、1−ヒドロキシ−2−ナフトエ酸フェニルエステル、o−キシレン−ビス−(フェニルエーテル)、4−(m−メチルフェノキシメチル)ビフェニル、4,4’−エチレンジオキシ−ビス−安息香酸ジベンジルエステル、ジベンゾイルオキシメタン、1,2−ジ(3−メチルフェノキシ)エチレン、ビス[2−(4−メトキシ−フェノキシ)エチル]エーテル、p−ニトロ安息香酸メチル、p−トルエンスルホン酸フェニルを例示することができるが、特にこれらに制限されるものではない。これらの増感剤は、単独又は2種以上混合して使用してもよい。
本発明で使用するバインダーとしては、完全ケン化ポリビニルアルコール、部分ケン化ポリビニルアルコール、アセトアセチル化ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコール、アマイド変性ポリビニルアルコール、スルホン酸変性ポリビニルアルコール、ブチラール変性ポリビニルアルコール、オレフィン変性ポリビニルアルコール、ニトリル変性ポリビニルアルコール、ピロリドン変性ポリビニルアルコール、シリコーン変性ポリビニルアルコール、その他の変性ポリビニルアルコール、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、スチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体並びにエチルセルロース、アセチルセルロースのようなセルロース誘導体、カゼイン、アラビヤゴム、酸化澱粉、エーテル化澱粉、ジアルデヒド澱粉、エステル化澱粉、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸エステル、ポリビニルブチラール、ポリスチロース及びそれらの共重合体、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂、石油樹脂、テルペン樹脂、ケトン樹脂、クマロ樹脂などを例示することができる。これらの高分子物質は水、アルコール、ケトン類、エステル類、炭化水素などの溶剤に溶かして使用するほか、水又は他の媒体中に乳化又はペースト状に分散した状態で使用し、要求品質に応じて併用することも出来る。
本発明の感熱記録体において、バインダーとして、特に、カルボキシル変性ポリビニルアルコール、エピクロロヒドリン系樹脂及びポリアミン/アミド系樹脂を含有した保護層を設けることは耐水性、印字走行性の点から望ましい。
上記カルボキシル変性ポリビニルアルコールは、ポリビニルアルコールとフマル酸、無水フタル酸、無水メリト酸、無水イタコン酸などの多価カルボン酸との反応物、又はこれらの反応物のエステル化物、さらに酢酸ビニルとマレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、アクリル酸、メタアクリル酸などのエチレン性不飽和ジカルボン酸との共重合物の鹸化物として得られる。具体的には例えば特開昭53−91995号公報の実施例1若しくは4に例示されている製造方法が挙げられる。また、カルボキシル変性ポリビニルアルコールの鹸化度は72〜100mol%であることが好ましく、重合度は500〜2400、より好ましくは1000〜2000である。
上記エピクロロヒドリン系樹脂の具体例として、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、ポリアミンエピクロロヒドリン樹脂などを挙げることができ、単独又は併用することもできる。また、エピクロロヒドリン系樹脂の主鎖に存在するアミンとしては第1級から第4級までのものを使用することができ、特に制限はない。さらに、カチオン化度及び分子量は、耐水性が良好なことから、カチオン化度5meq/g・Solid以下(pH7での測定値)、分子量50万以上が好ましい。具体例としては、スミレーズレジン650(30)、スミレーズレジン675A、スミレーズレジン6615(以上、住友化学社製)、WS4002、WS4020、WS4024、WS4030、WS4046、WS4010、CP8970(以上、星光PMC社製)などが挙げられる。
また、ポリアミン/アミド系樹脂として、ポリアミド尿素系樹脂、ポリアルキレンポリアミン樹脂、ポリアルキレンポリアミド樹脂、ポリアミンポリ尿素系樹脂、変性ポリアミン樹脂、変性ポリアミド樹脂、ポリアルキレンポリアミン尿素ホルマリン樹脂、ポリアルキレンポリアミンポリアミドポリ尿素樹脂などが挙げられ、具体例としてはスミレーズレジン302(住友化学社製:ポリアミンポリ尿素樹脂)、スミレーズレジン712(住友化学社製:ポリアミンポリ尿素樹脂)、スミレーズレジン703(住友化学社製:ポリアミンポリ尿素系樹脂)、スミレーズレジン636(住友化学社製:ポリアミンポリ尿素系樹脂)、スミレーズレジンSPI−100(住友化学社製:変性ポリアミン樹脂)、スミレーズレジンSPI−102A(住友化学社製:変性ポリアミン樹脂)、スミレーズレジンSPI−106N(住友化学社製:変性ポリアミド樹脂)、スミレーズレジンSPI−203(50)(住友化学社製)、スミレーズレジンSPI−198(住友化学社製)、プリンティブA−700(旭化成社製)、プリンティブA−600(旭化成社製)、PA6500、PA6504、PA6634、PA6638、PA6640、PA6644、PA6646、PA6654、PA6702、PA6704(以上、星光PMC社製:ポリアルキレンポリアミンポリアミドポリ尿素樹脂)、CP8994(星光PMC社製:ポリエチレンイミン樹脂)などが挙げられ、特に制限されるものではなく、これらを単独又は2種類以上使用することも可能であるが、発色感度の点からポリアミン系樹脂(ポリアルキレンポリアミン樹脂、ポリアミンポリ尿素系樹脂、変性ポリアミン樹脂、ポリアルキレンポリアミン尿素ホルマリン樹脂、ポリアルキレンポリアミンポリアミドポリ尿素樹)を使用することが望ましい。
本発明に用いられるエピクロロヒドリン系樹脂及び変性ポリアミン/アミド系樹脂の含有量は、カルボキシル変性ポリビニルアルコール100重量部に対してそれぞれ1〜100重量部であることが好ましく、より好ましくは5〜50重量部である。含有量が少なすぎると架橋反応が不十分となり良好な耐水性が得られず、多すぎると塗液の粘度増加やゲル化により操業性の問題が生じる。
また、カルボキシル変性ポリビニルアルコール、エピクロロヒドリン系樹脂及びポリアミン/アミド系樹脂を含有した保護層を設ける場合、保護層に接する感熱記録層にエピクロロヒドリン系樹脂及び/又はカルボキシル変性ポリビニルアルコールを含有することが望ましい。保護層に含有される成分を含有させることによって、感熱記録層と保護層の接着性が良好となり、浸漬耐水性が向上する。なお、エピクロロヒドリン系樹脂は感熱記録層に0.2〜5.0重量部(乾燥重量)添加することが望ましい。エピクロロヒドリン系樹脂の添加量が多くなると、塗料の安定性が低下する。
本発明で使用される顔料はカオリン、(焼成)カオリン、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、酸化チタン、炭酸マグネシウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム、珪酸カルシウム、水酸化アルミニウム、シリカ等を例示することができるが、これらに限定されるものではない。
本発明で使用する架橋剤としては、グリオキザール、メチロールメラミン、メラミンホルムアルデヒド樹脂、メラミン尿素樹脂、ポリアミンエピクロロヒドリン樹脂、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過硫酸ソーダ、塩化第二鉄、塩化マグネシウム、ホウ砂、ホウ酸、ミョウバン、塩化アンモニウムなどを例示することができる。
本発明で使用する滑剤としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩、ワックス類、シリコーン樹脂類などが挙げられる。
また、本発明においては、上記課題に対する所望の効果を阻害しない範囲で、記録画像の耐油性効果などを示す画像安定剤として、4,4'−ブチリデン(6−t−ブチル−3−メチルフェノール)、2,2'−ジ−t−ブチル−5,5'−ジメチル−4,4'−スルホニルジフェノール、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−シクロヘキシルフェニル)ブタン、1,1,3−トリス(2−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)ブタン、4−ベンジルオキシ−4'−(2,3−エポキシ−2−メチルプロポキシ)ジフェニルスルホン等を添加することもできる。
このほかにベンゾフェノン系やトリアゾール系の紫外線吸収剤、分散剤、消泡剤、酸化防止剤、蛍光染料等を使用することができる。
本発明の感熱記録層に使用する染料、顕色剤、その他の各種成分の種類及び量は要求される性能及び記録適性に従って決定され、特に限定されるものではないが、通常、塩基性無色染料1部に対して顕色剤0.5〜10部、顔料(米澱粉粒子を含む)0.5〜10部程度使用され、バインダーは感熱記録層固形分中5〜25%程度が適当である。
本発明において、米澱粉粒子を含有した層には、固形分100重量部に対して、固形分で米澱粉粒子を好ましくは20重量部以上、より好ましくは30〜80重量部含有させる。
また、米澱粉粒子を含有した層には、耐水性付与のため上記バインダーを含有させることが好ましい。
保護層に米澱粉粒子を含有させた場合、全固形分に対して米澱粉粒子は好ましくは50〜80重量%であり、米澱粉粒子に対しバインダーは固形分で20〜100重量%程度である。
最表層として感熱記録層に米澱粉粒子を含有させた場合、感熱記録層全固形分に対して、米澱粉粒子の含有量は1〜20重量%程度でであり、米澱粉粒子に対しバインダーは固形分で30〜300重量%程度である。
最表層としてではない感熱記録層や、アンダー層に米澱粉粒子を含有させる場合、全固形分に対して、米澱粉粒子の含有量は通常10〜95重量%程度である。
上記組成からなる塗液を紙、再生紙、合成紙、フィルム、プラスチックフィルム、発泡プラスチックフィルム、不織布等任意の支持体に塗布することによって目的とする感熱記録体が得られる。またこれらを組み合わせた複合シートを支持体として使用してもよい。
染料、顕色剤並びに必要に応じて添加する材料は、ボールミル、アトライター、サンドグライダーなどの粉砕機あるいは適当な乳化装置によって数ミクロン以下の粒子径になる
まで微粒化し、バインダー及び目的に応じて各種の添加材料を加えて塗液とする。この塗料に用いる溶媒としては水あるいはアルコール等を用いることができ、その固形分は20〜40%程度である。また、塗布する手段は特に限定されるものではなく、周知慣用技術に従って塗布することができ、例えばエアーナイフコーター、ロッドブレードコーター、ベントブレードコーター、ベベルブレードコーター、ロールコーター、カーテンコーターなど各種コーターを備えたオフマシン塗工機やオンマシン塗工機が適宜選択され使用される。感熱記録層の塗布量は特に限定されず、通常乾燥重量で2〜12g/mの範囲である。また、感熱記録層上に設ける保護層の塗布量は特に限定されず、通常1〜5g/mの範囲である。
本発明の感熱記録体はさらに、発色感度を高める目的で、支持体と感熱記録体の間に填料、バインダーからなるアンダー層を設けることもできる。また、支持体の感熱記録層とは反対面にバックコート層を設け、カールの矯正を図ることも可能である。また、各層の塗工後にスーパーカレンダーがけなどの平滑化処理を施すなど、感熱記録体分野における各種公知の技術を必要適宜付加することができる。
以下、実施例にて本発明を例証するが本発明を限定することを意図するものではない。
以下、本発明の感熱記録体を実施例によって説明する。尚、説明中、部及び%はそれぞれ重量部及び重量%を示す。なお、平均粒子径は、レーザー回折・散乱法(Malvern社製、装置名:Mastersizer S)により測定した。
各種溶液、分散液、あるいは塗液を、下記配合からなる配合物を攪拌分散して、各層塗液を調成した。
[アンダー層塗液]
焼成カオリン(エンゲルハード社製、アンシレックス、平均粒径3μm)
30%分散液 100部
スチレン・ブタジエン共重合体ラテックス(固形分48%) 40部
完全鹸化ポリビニルアルコール(PVA117)10%水溶液 30.0部
水 160部
下記配合の顕色剤分散液(A液)、ロイコ染料分散液(B液)、及び増感剤分散液(C液)を、それぞれ別々にサンドグラインダーで平均粒子径0.5μmになるまで湿式磨砕を行った。
A液(顕色剤分散液)
n−フェニル−4−ヒドロキシベンゼンスルホンアミド
(三光社製、FS001) 6.0部
ポリビニルアルコール 10%水溶液 18.8部
水 11.2部
B液(染料分散液)
3−ジブチルアミノ−6−メチル−7−アニリノフルオラン(山田化学社製、ODB−2) 2.0部
ポリビニルアルコール 10%水溶液 4.6部
水 2.6部
C液(増感剤分散液)
1,2−ジ−(3−メチルフェノキシ)エタン
(三光社製KS232) 6.0部
ポリビニルアルコール 10%水溶液 18.8部
水 11.2部
次いで、下記の割合で分散液を混合して感熱記録層の塗液とした。混合操作中の塗液の液温は高くとも30℃であった。
[感熱記録層塗液]
A液(顕色剤分散液) 36.0部
B液(染料分散液) 13.8部
C液(増感剤分散液) 36.0部
カルボキシル変性ポリビニルアルコール
(クラレ社製、PVA−KL318)10%溶液 3.0部
次いで、下記の割合で分散液を混合して保護層の塗液とした。混合操作中の塗液の液温は高くとも30℃であった。
[保護層塗液]
米澱粉粒子(バンコクスターチ社製、BKK−401)15%分散液
18.0部
カルボキシル変性ポリビニルアルコール(PVA−KL318)10%水溶液
30.0部
ステアリン酸亜鉛(ハイドリンZ−7−30) 2.0部
ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂(WS4030) 2.0部
変性ポリアミド樹脂(スミレーズレジンSPI106N) 0.5部
[実施例1]
アンダー層塗液を支持体(60g/mの基紙)の片面に塗布した後、乾燥を行ない、塗布量10.0g/mのアンダー塗工紙を得た。
次いで、感熱記録層塗液を前記下塗層塗工紙の下塗層上に塗布量5.0g/mとなるように塗布した後乾燥し、感熱記録層塗工紙を得た。
次いで、保護層塗液を前記感熱記録層塗工紙の感熱記録層上に塗布量3.0g/mとなるように塗布した後乾燥し、感熱記録紙を得た。
[実施例2]
実施例1の感熱記録層塗液のn−フェニル−4−ハイドロキシベンゼンスルホンアミドに替えてN−(p−トルエンスルホニル)−N’−(4−カルボキシ−3−ヒドロキシフェニル)ウレア、N−(p−トルエンスルホニル)−N’−(4−ヒドロキシフェニル)ウレアを使用した以外は実施例1と同様にして感熱記録体を作製した。
[実施例3]
実施例1の保護層塗液のBKK401を島田化学社製ミクロパール(平均粒径5μm)に変更した以外は実施例1と同じ方法で感熱記録体を作製した。
[比較例1]
実施例1の感熱記録層塗液のn−フェニル−4−ヒドロキシベンゼンスルホンアミドに替えて4,4'−イソプロピリデンジフェノール(三菱化学社製、ビスフェノールA)を使用した以外は実施例1と同様にして感熱記録体を作製した。
[比較例2]
実施例1の保護層塗液のBKK401をトウモロコシ澱粉(王子コーンスターチ社製、平均粒径13μm)に変更した以外は実施例1と同じ方法で感熱記録体を作製した。
[比較例3]
実施例1の保護層塗液のBKK401を小麦粉澱粉(長田産業社製、平均粒径15μm)に変更した以外は実施例1と同じ方法で感熱記録体を作製した。
上記で得られた感熱記録体について、以下の評価を行った。
<発色感度評価>
作製した感熱記録体について、感熱記録紙印字試験機(大倉電気社製 TH−PMD、京セラ社製サーマルヘッドを装着)を用い、印加エネルギー0.27mJ/dotで印字した。記録部の記録濃度は、マクベス濃度計(RD−914)で測定し評価した。
<保管経時発色感度(再印字性)>
作製した感熱記録体を50℃、90%RHの環境下に7日間放置した後、23℃、50%RH環境下に3時間放置した。この感熱記録体を感熱記録紙印字試験機(大倉電気社製 TH−PMD、京セラ社製サーマルヘッドを装着)を用い、印加エネルギー0.27mJ/dotで印字した。記録部の記録濃度は、マクベス濃度計(RD−914)で測定し評価した。
<捺印性評価>
作製した感熱記録体白紙部に、シャチハタ(登録商標)印で捺印し5秒後にティシューペーパーで拭き取り目視評価した。
○:若干かすれるが、文字ははっきり残る
△:かすれるが文字は読める
×:かすれて文字を読み取れない
<擦過性評価>
塗工表面を1000g/cm加重を加えたスチールウールで擦り線発色を目視評価した。
○:ほとんど発色しない
△:薄く発色する
×:濃く発色する
<印刷適性評価>
Fograタイプ印刷適性試験機(三井電気精機製、NST−430)を用い、下記の条件で試験を行い目視にて評価した。
湿水ユニット圧 20kgf/cm
印刷圧力 50kgf/cm
湿し水(10%イソプロピルアルコール) 15μl
印刷速度 100〜180m/分
使用インキ UVフォーム FLASH DRY FD フォームTF 耐C71淡緑 NC M
(タックインデックス:8.5、東洋インキ製造(株)製)
○:インクの抜けがほとんどない
△:インクの抜けが僅かに見られる
×:インクの抜けが多く見られる
<耐水ブロッキング性評価>
白紙サンプル塗工面に水道水10μlを滴下し、その上に塗工面が接触するように白紙サンプルを重ね、10g/cmの加重をかけて室温で24時間放置後剥離したときの塗工層の剥がれを評価した。
○:塗工層の剥がれが全くない
△:塗工層が僅かに剥がれる
×:塗工層が大部分剥がれる
<耐可塑剤性評価>
感熱記録紙印字試験機(大倉電気社製 TH−PMD、京セラ社製サーマルヘッドを装着)を用い、印加エネルギー0.27mJ/dotで印字し、感熱記録体の表裏にダイヤラップ(三井化学社製)を接触させ40℃、90%の環境下に24時間放置した後、発色部印字濃度を測定し、試験前後の値から残存率を算出した。
残存率=(試験後の印字部濃度)/(試験前の印字部濃度)×100(%)
○:残存率が90%以上
△:残存率が60%以上90%未満
×:残存率が60%未満
評価結果を表1に示す。
Figure 2009274315
本発明の感熱記録体が、捺印性、擦過性、印刷適性、耐水ブロッキング性、耐可塑剤性に優れていることができることがわかる。

Claims (2)

  1. 支持体上に、塗工層として少なくとも無色又は淡色の塩基性ロイコ染料及び電子受容性顕色剤を含有する感熱記録層、保護層をこの順に設けた感熱記録体であって、該感熱記録層にn−フェニル−4−ハイドロキシベンゼンスルホンアミドまたは下記一般式(化1)
    Figure 2009274315

    (ただし上式中、Xは酸素原子または硫黄原子を表し、Bは、無置換の芳香環基、または炭素原子3個以下のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子3個以下のアルコキシ基またはヒドロキシル基の少なくとも1員により置換された芳香環基を表し、Dはヒドロキシル基およびカルボキシル基により置換された芳香環基、あるいはヒドロキシル基およびカルボキシル基により置換されたアラルキル基を表し、前期芳香環基およびアラルキル基のアリール基部が炭素原子3個以下のアルキル基、ハロゲン原子、炭素原子3個以下のアルコキシ基の少なくとも1員により置換されていても良い)
    で表される化合物のいずれかを含有し、かつ該保護層に米澱粉粒子を含有することを特徴とする感熱記録体。
  2. 前記米澱粉粒子の平均粒子径が2〜7μmである請求項1に記載の感熱記録体。
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